L’élaboration de prophéties autoréalisatrices est fréquente dans le domaine sportif. L’objet de la thèse est de mesurer leurs impacts sur des prises décision en situation motrice tout en vérifiant la persistance dans le temps de cet impact. Cette production est l’une des premières à tester l’effet des attentes par l’action motrice. Pour cela, nous procédons à une recherche quasi-expérimentale menée auprès de 285 étudiants en STAPS (Sciences & Techniques des Activités Physiques et Sportives) volontaires. Ces derniers sont soumis à un jeu de type Faucon versus Colombe révélant des conduites motrices rationnelles ou risquées. L’expérience consiste à donner à chaque sujet des attentes positives, neutres négatives avant d’analyser leurs stratégies et le score correspondant. Une Analyse Factorielle des Correspondances (AFC) renforcée régressions logistiques (Tri2) tend à montrer que les attentes positives sont significativement liées à des stratégies motrices antagonistes et à un score moyen (p<0.01). A contrario, les interactions de coopération associées à score élevé émanent plutôt des attentes négatives (p<0.01). L’absence d’attentes (indifférence) entraîne les sportifs dans une spirale de l’échec alors que des attentes négatives tendent à favoriser une phase d’observation prudente – type Tit for Tat – traduisant une forme d’intelligence motrice. Positives négatives, l’effet des attentes est donc bien réel et il en va du rôle de l’entraîneur que d’apprendre à les manier. / No abstract

Ces travaux de thèse ont pour objectif de mieux comprendre comment le système nerveux central (SNC) planifie et contrôle les mouvements volontaires. Tout mouvement nécessite la résolution de deux types de redondance : interne (complexité du corps) et externe (interactions avec l’environnement), qui rendent difficile la sélection d’une action. Pour mieux comprendre ce contrôle, nous avons étudié en parallèle deux hypothèses importantes dans le domaine du contrôle moteur : les synergies musculaires et la décision motrice. Selon l’hypothèse des synergies musculaires, le contrôle des muscles par le SNC serait simplifié par l’utilisation de groupements invariants d’activations coordonnées de différents muscles, dont la combinaison sous-tendrait la réalisation de mouvements complexes. Le but de cette étude était de mettre à l’épreuve l’hypothèse des synergies musculaires en étudiant simultanément : a) un protocole spécifiant un grand nombre de mouvements variés, b) un nouveau modèle mathématiques tenant compte, pour l’extraction des synergies, de la modularité spatiale et temporelle, c) une double-évaluation de la qualité de la décomposition en synergies : au niveau musculaire (métrique VAF) et fonctionnel (performance de décodage). Notre idée directrice était que l’utilisation de synergies musculaires par le SNC n’est plausible que si elles permettent de rendre compte des activations musculaires d’un grand nombre de mouvements différents, et possèdent chacune un rôle fonctionnel spécifique. Les résultats de cette première étude montrent l'existence d'un petit ensemble de synergies dont la combinaison reconstruit les activations musculaires, et code efficacement toutes les tâches testées. La sélection d’une action, vue comme une prise de décision, peut être guidée par les contraintes extérieures objectives (e.g. la position de l’objet à attraper), les coûts/bénéfices explicites potentiels (e.g. une récompense monétaire), et les coûts/bénéfices internes associés à chaque mouvement (e.g. dépense d’énergie). Au quotidien, les actes sont rarement associés à des récompenses explicites. De plus, la redondance extrinsèque est toujours présente, la saisie d'une pomme par exemple ne définit pas une position finale précise de la main, contrairement au protocole souvent étudié de pointage d'une cible saillante. Les valeurs internes guidant le mouvement auraient donc une importance particulière dans le processus de décision motrice. Afin de les étudier, nous avons construit un protocole limitant les influences décisionnelles externes décrites ci-dessus. Les résultats de cette deuxième étude montrent des comportements différents entre les sujets, et mettent en avant en particulier l'existence de deux valeurs internes guidant la coordination entre posture et mouvement En conclusion, nous suggérons que le contrôle du mouvement peut être vu comme un processus de décision évaluant des valeurs internes pour produire la solution motrice la plus pertinente pour le contexte présent. De plus, ce contrôle serait simplifié par l'utilisation complémentaire de modules fonctionnels stockés dans le SNC. / This thesis is aimed at better understanding how the Central Nervous System (CNS) plans and controls voluntary movements. When moving, humans must overcome intrinsic (e.g. choosing which muscles to activate) and extrinsic (e.g. choosing where to reach an object) redundancy, requiring selecting one motor solution among several potential ones. To better understand this process, we studied in parallel two important motor control theories: muscular synergies and motor decision. In a first part, we focused on intrinsic redundancy by testing the muscular synergies hypothesis. According to it, the CNS simplifies the control of muscles, in using a limited set of building blocks whose linear combinations allow the performance of virtually any motor task. In this study, we challenge the modular motor control hypothesis by combining a) the design of a highly comprehensive experiment with b) the use of a unifying modularity model to describe single-trial EMG activity in space and time and c) a module evaluation process that assesses the modular decomposition not only in input space (EMG data reconstruction) but also in task space (task discrimination). Our rationale is that an effective modular control implementation would allow not only the formation of a wide variety of muscle patterns but also the achievement of a large set of tasks. The main theoretical result is the existence of few spatial and temporal modules that not onlygive a concise representation of muscle patterns but also carry nearly all task-relevant information of EMG signals. In a second part, we studied the decisional process that underlies all voluntary movement. In daily life, human movement is guided by objective external constraints (e.g. an object to reach), potential external cost/benefits (e.g. monetary reward) and internal cost/benefits associated with each movement (e.g. energy expenditure). Here,we aimed at investigating internal variables orienting action selection when facing the complexity of human-environment interactions. To this aim, we designed an experimental protocol reducing external constraints: no predetermined endpoint (e.g. salient target) and no explicit reward (e.g. money). Subjects had to perform whole body reaching movements towards a uniform surface (no pre-determined endpoint). Our results illustrate the presence of idiosyncratic values guiding posture and movement coordination that can be combined in a flexible manner as a function of context and subject. A first value takes into account the energy expenditure and articular jerk, while the other favored stable dynamic equilibrium but requires larger energy expenditure and articular jerk. In conclusion of this work, we suggest that motor control can be viewed as a decision process evaluating internal values to elaborate the most efficient control in function of context. In addition, this control can be simplified by the use of functional modules allowing CNS to generate rapidly a large set of whole body movements.

Les contraintes liées au système de signes véhiculés par le comportement humain multiplient les difficultés face à toutes les formes d‘analyses, particulièrement celles qui se fondent sur l‘observation. Par exemple, les jeux sportifs peuvent, par leur richesse et leur complexité, restreindre le jugement de l‘observateur, notamment lorsqu‘il s‘agit d‘étudier des conduites et des prises de décisions motrices in situ, là où le pratiquant évolue dans un rapport consubstantiel avec son environnement. C‘est à ce niveau que les recherches en praxéologie proposent l‘analyse de la logique interne des situations ludosportives à travers une démarche systémique et structurale et une classification de pratiques sportives et ludomotrices en huit domaines d‘action motrice distincts. Les poutres maîtresses de ces domaines d‘action sont : la nature du rapport du sujet avec le milieu physique (milieu certain ou incertain) ainsi que la présence d‘interaction motrice liée à la présence d‘adversaires et/ou de partenaires. Nous avons mené une méta-analyse de trois domaines d‘action motrice au coeur desquels les sportifs pratiquent dans un milieu domestiqué, dont un domaine psychomoteur (agir en solo) et deux domaines sociomoteurs (agir contre des adversaires et agir avec des partenaires et des adversaires). Nous avons adopté une démarche méthodologique qui fait appel à l‘outil de modélisation électronique et numérique. Ce travail s‘articule autour de la science de l‘action motrice, des sciences de l‘Éducation, de la didactique des APS et des sciences de l‘ingénierie électronique et numérique. La problématique tente de mettre en évidence les effets potentiels d‘une pratique motrice régulière de trois domaines d‘action distincts sur les conduites et les prises de décision motrices. Autrement dit, chaque domaine d‘action motrice comprend des activités ludomotrices homogènes au regard de leurs traits de logique interne, influençant ainsi certains schémas d‘actions spécifiques sur la conduite motrice du pratiquant, propices au façonnage d‘habitus moteurs. Les investigations se construisent autour d‘un modèle expérimental spécifique appelé « B-percept® », modèle créé à partir d‘un jeu ludomoteur traditionnel, le « jeu des Quatre coins ». Ce système de mesures innovant et évolutif est utilisé pour évaluer et comparer les conduites de sportifs des trois domaines précités et de non-sportifs. Le protocole B-percept® mesure la vitesse de réaction simple et complexe, tant visuelle que sonore des pratiquants. Par ailleurs, outre les observations des sportifs agissants, nous avons proposé des tests de prédictions de score et d‘estime de soi (PSPP) et un entretien post-test avec les sujets, ceci afin de mieux appréhender et comprendre les conduites motrices exécutées. Les résultats obtenus ont montré qu‘une pratique sportive influencerait de manière positive le temps de réaction simple et complexe des sportifs par rapport aux non-pratiquants de sports. De surcroit, elle pourrait développer significativement leur sentiment d‘auto-efficacité, ce qui se traduirait par une meilleure capacité de prédiction des scores dans les tests B-percept®. Globalement, on relève aussi des résultats plus tranchés entre les domaines sociomoteur et psychomoteur, notamment dans la prise de décision au cours des situations complexes. Ces résultats ont été vérifiés à travers une méta-analyse par domaines, par algorithme moteur et par habitus moteurs. Fort de ces résultats, le modèle B-percept® pourra trouver des extensions dans le domaine de l‘enseignement en éducation physique et sportive, de l‘entrainement sportif et dans les centres de formation des élèves à besoins spécifiques. Dans le champ de l‘EPS, notre objectif est de contribuer à la réflexion et à la conception des contenus et de la programmation des activités physiques et sportives en ciblant, de façon pertinente et cohérente, les choix des situations motrices selon les domaines d‘action ludomotrice. / In sports and physical activities, gestures often carry an affective connotation. However the constraints due to their complexity when used in the communication process as signs system produced by human behavior could multiply difficulties on the of scientific analyses and studies. Thus, methods used to interpret the human movements and gestures have evolved in last decades, due to an increasing use of quantitative data. Nowadays researchers are working on decision-making by collecting behavioral significant information, especially during human-interactions in sports activities. Thus, since more than forty years, researches such as in motor praxeology analysis the internal logic of sports practices through systemic and structural analyses. Consequently a classification of sports activities was raised and gave eight different domains of motor action. These domains are based on the nature of physical environment (certain or uncertain environment), the attendance of opponents and/or partners. The aim of this thesis is to propose a systemic and structural methodological approach by comparing through a meta-analysis the impact of a regular sports practice in three different domains of motor activities on motor-behavior and decision-making. Our approach is built on an experimental model previously established by modeling the paradoxal game called the ―four corners game‖. Thus a smart wireless system for modeling visual and auditory searching behavior was conceived for measuring simple and complex reaction time. B-percept® helps as well to make observations, self-efficacy survey, test score-predictions and personal self-physical profile. This research allowed us to find relevant results. However, we need to be cautious about their generalization. Indeed, we have found that practicing sport positively influences the simple and complex reaction times and significantly increases self-efficacy of sports practitioners. Moreover, they could have a better ability to predict their scores at B-percept® tests. Meta-analysis through sports specialties and habitus were proceeded to improve results‘ analyzes, however, we still needing several investigations through future researches to propose a generalization of the equation model of B-percept®. In the near future, this experimental new model will be available for researchers in physical education and sports, teachers and coaches. It could also be proposed to training centers for students with special needs (handicap). We are looking forward helping to improve scholar programs made from sports activities as to be classified through the domain of actions.